Los agujeros negros no se quedan ahí sentados.
Ellos cambian. Se fusionan. Explotan. ¿Y la famosa teoría de Stephen Hawking de los años 70? Luchó por mantenerse al día.
Hawking nos dio radiación. Fuga térmica. La idea de que estas trampas cósmicas podrían eventualmente evaporarse, implosionar y morir. Fue innovador. Fue legendario.
También fue limitado.
Una nueva investigación sugiere que hemos estado analizando el problema de manera incorrecta. Olvídese del horizonte de sucesos por un momento. Piense en una olla con agua en la estufa.
El agua hirviendo ensucia. Desordenado.
Ese desorden se llama entropía.
¿Y los agujeros negros? Ellos también lo tienen.
“Las leyes de Hawking… proporcionaron una conexión satisfactoria entre la física extrema y la extraña… pero tienen una limitación seria”. — Abhay Ashtekar, Pensilvania
¿El truco? Las leyes de Hawking sólo funcionan cuando el agujero negro se está enfriando. Equilibrio. Inmutable. Estático.
La realidad no es estática.
Los agujeros negros son dinámicos. Se forman. Ellos pelean. Se evaporan.
Entonces, el equipo de Penn State, dirigido por Abhay Ashtakar con la ayuda de los estudiantes de posgrado Daniel E. Paraizo y Jonathan Shu, decidió reescribir las reglas. No la física, solo el marco.
La sombra de Einstein
No se puede hablar de agujeros sin hablar de gravedad. Y no se puede hablar de gravedad sin Albert Einstein.
- Cae la Relatividad General.
Las matemáticas gritan “singularidad”. Un punto donde las ecuaciones llegan al infinito. El corazón de la bestia.
¿Rodeándolo? El horizonte de sucesos. El punto de no retorno. La gravedad es tan fuerte allí que incluso la luz se atasca. La velocidad de escape excede la velocidad de la luz. No sale nada. Ni siquiera información.
Durante décadas, eso fue todo. Temperatura cero. Radiación cero. Infinitas formas de hacer un agujero.
Parecía que las leyes termodinámicas (esas bonitas reglas sobre la energía y el desorden) no tenían por qué aplicarse a algo tan oscuro.
Luego vino Hawking.
1974. Cambió el juego.
De repente, los agujeros negros irradiaron calor. De repente, tuvieron temperatura. De repente, pudimos aplicarles la termodinámica. Los pasó de los problemas matemáticos a las realidades físicas.
La receta de Hawking era elegante. El área es igual a la entropía. Spin y masa inversamente proporcionales. Funcionó.
Hasta que no fue así.
El problema con la vista.
Aquí está el problema.
Las analogías fallan cuando las cosas se ponen ocupadas.
“En situaciones dinámicas… se pueden formar horizontes de eventos… donde no sucede nada”. -Jonathan Shu
Cuando un agujero negro crece, se fusiona o se come estrellas, el “horizonte de sucesos” es una mala vara de medir.
¿Por qué?
Porque no puedes definir sus propiedades en este momento.
Tienes que predecir el futuro. Tienes que ver si la luz se escapará o no. Eso no es física. Eso es profecía.
Paraizo lo expresó de manera simple.
Si no puedes ver el interior, no puedes saber qué hay dentro. No precisamente.
El área de ese horizonte no puede medir la entropía física real de un agujero cambiante. Es un indicador rezagado. Inútil para entender el nacimiento o muerte de la bestia.
Entonces el equipo de Penn State hizo algo radical.
Arrojaron el horizonte de sucesos.
Lo reemplazó con un horizonte dinámico.
Ya utilizado en simulaciones. Nunca se aplicó completamente a la ley termodinámica.
Este simple cambio lo arregla todo.
¿Primera ley de la termodinámica? Aplicado. La energía cambia de forma, pero no se crea.
¿Segunda Ley? Aplicado. La entropía siempre aumenta.
No más esperar a que el futuro defina el presente.
Ya no será necesario que el agujero negro se quede quieto.
Esto funciona para el nacimiento. Fusión. Evaporación. Incluso esa muerte explosiva que predijo Hawking.
Extiende las leyes más allá del paradigma del equilibrio de 50 años.
“Queríamos encontrar una manera de… extender las leyes a los agujeros negros que están en equilibrio”. -Ashtekar
¿Resuelve todos nuestros problemas?
Tal vez.
La teoría cuántica todavía tiene sus propios agujeros. Pero esto hace que las matemáticas se ajusten al caos.
Por fin tenemos una manera de hablar de un agujero negro mientras se mueve.
En lugar de simplemente esperar a que muera.
